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1、电动汽车锂离子动力蓄电池安全标准对比分析质量管理lQualityManagement电动汽车锂离子动力蓄电池安全标准对比分析机械科学研究总院中汽认证中心口吴向亮强毅摘要锂离子动力蓄电池由于其容量大,工作环境多变而引起的安全隐患成为制约电动汽车行业一大瓶颈.文中对比了我国行业标准QC/T743—2006和美国汽车工程师学会标准SAEJ2929:2011中关于锂离子动力蓄电池安全性的要求和试验方法,并就其安全标准提出建议.关键词锂离子动力蓄电池安全性标准发展电动汽车是目前解决能源紧缺和空气污染两大危机最有前景的
2、方式.但是作为其动力源的动力蓄电池由于性能及安全性的问题突出.制约着电动汽车的发展锂离子动力蓄电池能量大,循环寿命长和安全性高.成为大多数电动汽车的首选当蓄电池在滥用等情况下可能会造成内部短路,产生使铝集流体熔化的高温(>700~C),如果产生热量的速度大于散热速度时,就有可能导致热失控进而造成电池冒烟,着火,爆炸等安全问题.所有的这些安全隐患就像一颗"定时炸弹"威胁着乘员的人身安全针对上述问题.各研究机构以及各国政府均出台了相应的安全标准.并且要求强制执行.本文主要针对我国现行汽车行业标准和美国汽车
3、工程师学会标准中的锂离子动力蓄电池安全性测试要求进行了对比研究1我国动力蓄电池行业标准QC/T743—2006与SAEJ2929:2011对比目前我国现行的电动汽车用锂离子电池标准为QC/T743~2006《电动汽车用锂离子蓄电池》.此标准是在参考相关国际先进标准,针对电动汽车特定的安全要求.并结合我国动力电池行业现状的基础上自主制定的.是目前我国电动汽车用锂离子蓄电池强制性检测标准美国汽车工程师学会标准SAEJ2929:2011《电动和混合动力用动力蓄电池系统安全性:锂充电电池》是2011年2月颁布的关于
4、锂离子动力蓄电池安全性的新标准.它是在总结之前SAE颁布的各种动力蓄电池安全检测标准及其他国际相关标准的基础上提出的标准中引用了许多成熟的国际标准.并对发生充/放电控制系统和温度控制系统单个功能故障情况下的安全性能做了详细要求.由于SAEJ2929:2011比QC/T743--2006颁布时间晚.在测试项目,测试方法和技术要求上更完善和更科学,其差异如表1所示.从对比分析中我们可以看出.相对于QC/T743m2006而言.SAEJ2929:2011在测试过程中分别对纯电动车辆和混合动力车辆的放电电流进行了规
5、定.对测试时电池系统状态进行了详细说明,在测试要求中明确规定接地绝缘电压,而且规定在测试中和测试后一个小时的观察期内都要符合测试要求;另外.在一个测试项目中对电池组系统整体和电池组组件分别有测试要求而QC/T743--2006是分别对单体和模块进行要求39QualitvManagementI质量管理l机的,且耐振动只针对模块.但是,SAEJ2929:冲击和模拟车辆火灾两项测试对动力蓄电池温度械工2011相对QC/_r743--2006少了针刺试验和加的耐受能力提出了更高的要求.业标热试验.其对于动力蓄电池内
6、部短路情况没有进SAEJ2929:2011中QCfr743--2006没有准行模拟测试要求:而SAEJ2929:2011新增的热包括的测试项目如表2所示.化与质表1QC/T743--2006和SAEJ2929:2011对比量QC/T743--2006SAEJ2929:2011测试方法要求测试方法要求电池在冷却系统T作情况下正无着火.无爆踩蓄电池在20~+5~C下以lI(A)电不爆炸常运行.但断开放电控制:炸.电池外壳无o)流放电直至蓄电池电压0V(如果有电过放电不起火HEV/PHEV:IC:EV:C/3:放
7、电破裂:可燃气体寸子保护线路.应暂时除去放电电子保躲不漏液直到放电连接接口断开或者电池浓度小于最低浓护线路)电压达到0.OV+0.2V度限值OO一电池在冷却系统T作情况下正O可按两种充电方式之一进行试验:O,I常运行.但断开充电控制:无着火.无爆1)以ll(A)电流充电,至蓄电池以允许的最大充电倍率进行充炸.电池外壳无电压达到5V或充电时间达到90分钟不爆炸过充电电(低于过流保护设定值).最破裂:可燃气体(其中一个条件优先达到即停止试验);不起火大电压限定为充电设备的输}H限浓度小于最低浓2)以9I,(A)
8、电流充电,至蓄电池值充电直到充电设备电压达到度限值电压达到IOV即停止试验上限或电池与充电设备断开为止用电阻小于5mfl的线路经外无着火.外壳将蓄电池用电阻小于5mll的线路经不爆炸部短路10分钟或现其他异常短路现象.测试中旁路保护设备正常无破裂或爆炸:外部短路1O分钟不起火可燃气体密度应运行:所有的电子控制模块都应低于最低限值该处于运行状态单体蓄电池在2O℃±5℃以下.从1.5m不爆炸电池组以最易损坏的方向从两
